بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
خاصیت: هرچیزی که قابل اندازه گیری باشد مثل حجم ،دما،فشار ویا قابل محاسبه باشد مثل دانسیته ، ظرفیت حرارتی و...
دو نوع خاصیت داریم خاصیتی که وابسته به مقدار جرم ماده است مثل حجم گاز یا مایع و یا مقدار حرارت موجود در ماده و یا وابسته به مقدار جرم ماده نیست مثل دما و یا دانسیته
معادله گاز ایده آل: nRT=PV
معادلة گاز ایده ال فشار و دما و حجم مولی ماده را به هم ارتباط می دهد. نکته ای که بایستی در کاربرد معادله بدان توجه شود این است که بایستی همیشه از دما و فشار مطلق استفاده کرد. و نیز واحد R بایستی با واحدهای دما و فشار و حجم سازگاری داشته باشد
مثال: حجم اشغال شده توسط 88lb پوند CO2 در فشار 32.2ftH2O و 15°C را حساب کنید.(بر حسب ft3)
اسلاید 2 :
حل:
P = 32.2ftH2O * 14.7psi/33.91ftH2O = 13.96psi
T = 15°C + 273 = 288K *1.8 = 518.4°R
n = 88lb / 44lb/lbmol = 2lbmol CO2
R = 10.73 psi.ft3/lbmol °R
V = nRT/P = 2*10.73*518.4/13.96 = 797ft3
فشار جزئی برای مخلوط گازها:
فشار جزئی یک ماده در یک مخلوط گازی برابر فشاری است که همان ماده یا همان تعداد مول در همان ظرف با همان حجم و در همان دما به صورت خالص باشد و فشار وارد کند. همیشه مجموع فشارهای جزئی برابر با فشار کل سیستم خواهد بود
اسلاید 3 :
Pt = ntRT/V, PA = nART/V è PA/Pt = nA/nt
PA = yA * Pt, PB = yB * Pt, PC = yC * Pt,
PA + PB + PC = Pt
مثال: یک گاز دودکش شامل 14%CO2و 6%O2و80%N2 است و در دمای 400°C و 765mmHg قرار دارد.فشار جزئی هر کدام از مواد چقدر است؟
حل:
PCO2 = yCO2 * Pt = 0.14*765 = 107.1mmHg
PO2 = yO2 * Pt = 0.06*765 = 45.9mmHg
PN2 = yN2 * Pt = 0.8*765 = 612mmHg
اسلاید 4 :
مثال: یک گاز با ترکیب زیر در دمای 90°F و فشار 35inHg وارد محفظه احتراق شده و با 40% هوای اضافی می سوزد. هوادر دمای 70°F و فشار 29.4inHg وارد می شود. 10% CO به صورت نسوخته خارج می شود. چه حجمی از هوا به ازای یک فوت مکعب گاز وارد می شود؟ و در ضمن چه مقدار گاز دودکش به ازای یک فوت مکعب گاز خوراک تولید می شود؟ (گاز دودکش در 400°F و 29.4inHg است)
comp CO2 O2 CO H2 CH4 N2
% 6.4 0.1 39 51.8 0.6 2.1
دیاگرام جریان در اسلاید بعدی آمده است
برای حل مسئله ابتدا یک مبنا می گیریم چون اطلاعات مسئله در گاز ورودی است مبنا را 100lbmol گاز ورودی می گیریم
اسلاید 5 :
حل: برای حل این مسئله چون واکنش نداریم می توان موازنه کلی و جزئی مول بست ولی چون مقدار گاز دی اکسید کربن را برحسب حجم داده است بایستی اول حجم را به مول وسپس مول را به حجم تبدیل کنیم برای راحت کردن کار میتوانیم موازنه حجم هم ببندیم مشروط براینکه همه حجم ها دریک دما و فشارمحاسبه شوند با دقت در دیاگرام می بینیم که شرا ئط حجم گاز ورودی وخروجی یکی است و فقط لازم است حجم گازدی اکسید کربن را درشرایط گاز ورودی وخروجی بدست آوریم:
0.0917 m3/min * 288K/280K * 131kPa/105kPa= 0.1177
حال میتوان موازنه حجم بست:
F + C = P
0.012F + C = 0.032P è F= 5.17m3/min
اسلاید 6 :
حل: برای حل این مسئله چون واکنش نداریم می توان موازنه کلی و جزئی مول بست ولی چون مقدار گاز دی اکسید کربن را برحسب حجم داده است بایستی اول حجم را به مول وسپس مول را به حجم تبدیل کنیم برای راحت کردن کار میتوانیم موازنه حجم هم ببندیم مشروط براینکه همه حجم ها دریک دما و فشارمحاسبه شوند با دقت در دیاگرام می بینیم که شرا ئط حجم گاز ورودی وخروجی یکی است و فقط لازم است حجم گازدی اکسید کربن را درشرایط گاز ورودی وخروجی بدست آوریم:
0.0917 m3/min * 288K/280K * 131kPa/105kPa= 0.1177
حال میتوان موازنه حجم بست:
F + C = P
0.012F + C = 0.032P è F= 5.17m3/min
اسلاید 7 :
با توجه به این خاصیت Z را برحسب Tr و Pr بدست آورده و درنمودارهای تراکم پذیری عمومی نشان داده اند.
مثال: یک مخزن به حجم 120ft3 در دمای 125° F و فشار 292Psig قرار دارد وحاوی آمونیاک است. حساب کنید جرم آمونیاک داخل مخزن چقدر است؟
اسلاید 8 :
اشباع: اشباع یعنی سیر شدن و در رابطه با دو فاز به معنی تعادل دو فاز است مثلا مایع اشباع یعنی مایعی که در یک دما و فشار مشخص آماده تبدیل شدن به بخار است . بخار اشباع در یک دما و فشار مشخص آماده تبدیل شدن به مایع است.
معادله آنتوان: معادله آنتوان رابطه ای بین فشار بخار و دما می دهد.
Ln P* = A – B/(T+C)
که در رابطه بالا P* برحسب mmHg و T برحسب K و A و B و C پارامترهائی هستند که برای مواد مختلف در جدولهای بخصوصی داده می شوند.
مثال: فشار بخار مایع نرمال هگزان را در50°C حساب کنید.
nHexan A B C
15.8366 2697.55 -48.784
اسلاید 9 :
رابطه بالا می گوید که برای بدست آورن فشار بخار یک مخلوط مایع میتوان جزء مولی مواد در مخلوط را در فشار بخار همان مواد درحالت خالص ضرب کرده و مجموع گرفت.
انواع سیستم های بخار و مایع: دو نوع سیستم بخار و مایع وجود دارد سیستمی که در آن مواد هم در فاز مایع و هم در فاز بخار وجود دارند و دوم سیستمی که متشکل از گازی است که در فاز مایع تقریبا نا محلول است ابتدا سیستم اول را مطالعه می کنیم:
در این نوع سیستم مایع مخلوط یک نقطه جوش ثابت ندارد بلکه با ادامه تبخیر مایع نقطه جوش افزایش می یابد. بنابراین نقطه جوش اولین را (که در آن نقطه، اولین حباب در داخل مایع تشکیل می شود) نقطه حباب و آخرین نقطه جوش را (که در آن، اولین قطره مایع در داخل بخار تشکیل می شود و یا آخرین قطره مایع در فاز مایع تبخیر می شود) را نقطه شبنم می نامند.
اسلاید 10 :
مثال: نقطه شبنم همان مخلوط 50% مولی نرمال هگزان و 50% مولی نرمال اکتان را در فشار 1atm بدست آورید.
حل: در این مساله بایستی دمایی را بدست آوریم که درآن دما اولین قطره مایع در فاز بخارتشکیل شود. در این قطره مایع جزء مولی مایع که از روی جزء مولی فاز بخار محاسبه می شود بایستی برابر یک باشد. پس ترکیب مخلوط را ترکیب بخار در نظر می گیریم و از روی این ترکیب ترکیب فاز مایع را حساب کرده و مجموع آن را برابر یک قرار می دهیم.
